APUNTES FORMULACIÓN ORGÁNICA

INTRODUCCIÓN A LA NOMENCLATURA ORGÁNICA
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1
ALCANOS
Alcanos lineales
1.
Los compuestos orgánicos más sencillos desde un punto de vista estructural son los
hidrocarburos acíclicos saturados no ramificados o alcanos lineales. Estos compuestos consisten en
cadenas no ramificadas de átomos de carbono, con sus respectivos hidrógenos, unidos por enlaces
simples.
Los cuatro primeros miembros de la serie se denominan metano, etano, propano y butano.
Los nombres de los miembros superiores de esta serie se forman con un término numérico, seguido
de “-ano”, con elisión de la “a” terminal del término numérico. En la tabla siguiente se indican
algunos ejemplos de estos nombres.
Nº de C
Nº de C
Nº de C
1
Metano
6
Hexano
11
Undecano
2
Etano
7
Heptano
12
Dodecano
3
Propano
8
Octano
20
Icosano
4
Butano
9
Nonano
30
Triacontano
5
Pentano
10
Decano
132
Dotriacontahectano
Ejemplos:
2.
Grupos alquilo
Son radicales univalentes derivados de los alcanos correspondientes por pérdida de
hidrógeno de un átomo de carbono terminal. Se nombran substituyendo la terminación “-ano”, del
nombre del hidrocarburo del que derivan, por “-ilo”. Se asigna el número 1 al átomo de carbono
con la valencia libre.
Ejemplos:
Radicales con nombre no sistemático:
2
3.
isopropilo
sec-butilo
isobutilo
terc-butilo
isopentilo
neo-pentilo
Alcanos ramificados
El nombre de un hidrocarburo acíclico saturado ramificado se forma anteponiendo las
denominaciones de las cadenas laterales al nombre de la cadena más larga que exista en la fórmula.
Para la denominación de las cadenas laterales se emplea el nombre del radical con elisión de la letra
“o” final (por ejemplo: metilo → metil). Se conservan los siguientes nombres: isobutano,
isopentano, neopentano e isohexano, pero solamente para los hidrocarburos sin substituyentes.
En términos generales el procedimiento a seguir es:
Se identifica la cadena continua más larga de átomos de carbono (“cadena principal”). Esta
cadena determina el nombre base del alcano.
Si una molécula tiene dos o más cadenas de igual longitud se selecciona como cadena
principal aquella que tiene un mayor número de substituyentes.
Se nombran todos los grupos unidos a la cadena más larga como substituyentes alquilo.
Se numera la cadena principal comenzando por el extremo más próximo a uno de los
substituyentes. Si tenemos dos substituyentes a igual distancia de los extremos se utiliza el
orden alfabético para determinar la numeración. En una cadena lateral el carbono 1 es siempre
el que está unido a la cadena principal.
Para nombrar el compuesto se colocan los nombres de los substituyentes por orden alfabético
precedidos del número del C al que están unidos y de un guión, y a continuación se añade el
nombre de la cadena principal.
En el caso de los cicloalcanos se antepone el prefijo ciclo- al nombre del correspondiente
alcano de igual número de átomos de C.
En el caso de cicloalcanos monosubstituidos si el substituyente tiene más átomos de
carbono, entonces ese substituyente es la cadena principal. Si el substituyente tiene igual o
menor número de átomos de carbono entonces la cadena principal es el cicloalcano y no es
necesario numerar la posición de aquel.
En el caso de cicloalcanos multisubstituidos se ordenan alfabeticamente los substituyentes y
se indica su posición relativa con un número asignándoles los localizadores más bajos
posibles.
3
Ejemplos:
ALQUENOS
Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen un doble enlace se
nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente hidrocarburo
saturado por la terminación “-eno”. Si hay dos o más dobles enlaces la terminación será -adieno, atrieno, -atetraeno, etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos (ramificados o no
ramificados) son “alqueno”, “alcadieno”, “alcatrieno”, “alcatetraeno”, etc. La cadena se numera de
forma que los dobles enlaces reciban los números más bajos. En compuestos acíclicos se cita
solamente el localizador más bajo de un doble enlace. En compuestos cíclicos, si los localizadores
difieren en una unidad, sólo se cita el menor; si difieren en más de una unidad, un localizador se
coloca entre paréntesis tras el otro.
El primer miembro de la serie, eteno, también se puede nombrar como “etileno”.
Si hay ramificaciones se toma como cadena principal la cadena más larga que contenga el
mayor número de dobles enlaces.
Ejemplos:
Los radicales derivados de los alquenos se nombran substiuyendo la terminación -eno por la
terminación –enilo. Se mantienen algunos nombres no sistemáticos de radicales, como vinilo y
alilo.
vinilo
4
1-propenilo
alilo
1-butenilo
1,3-pentadienilo
ALQUINOS
Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen un triple enlace se
nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente hidrocarburo
saturado por la terminación “-ino”. La cadena principal se numera de forma que se asigne el
número más bajo posible al triple enlace. La posición del triple enlace se indica mediante el
localizador del primero de los átomos que intervienen en el triple enlace. Si hay más de un triple
enlace se indica la posición de cada uno de ellos y se emplean los sufijos -adiino, -atriino, atetraino, etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos (ramificados o no ramificados) son
“alquino”, “alcadiino”, “alcatriino”, “alcatetraino”, etc.
etino.
Se conserva el nombre no sistemático de “acetileno” para el primer miembro de la serie,
Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados que poseen a la vez dobles y triples
enlaces se nombran reemplazando la terminación “-ano” del nombre del correspondiente
hidrocarburo saturado por la terminación “-enino”, “-adienino”, “-atrienino”, “-enodiino”, etc. A los
dobles y triples enlaces se les asignan los números más bajos posibles, aunque a veces de lugar a
asignar al “-ino” un número más bajo que al “-eno”. Si es posible elegir la forma de numerar, a los
dobles enlaces se les asignan los números más bajos.
Ejemplos:
Los radicales derivados de los alquinos se nombran como el hidrocarburo de igual número
de átomos de carbono terminado en “-inilo” (p. ej., CH3CH2C≡C- 1-butinilo).
5
ARENOS
El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclidos es “areno” y el de
los radicales derivados de los mismos es “arilo”.
El primer término de la serie es el benceno (C6H6). Al radical C6H5- se le denomina fenilo
(fenil como substituyente).
Cuando sobre el anillo de benceno existe un único substituyente, el hidrocarburo se nombra
anteponiendo el nombre del radical, seguido de la palabra benceno.
Cuando hay dos substituyentes sobre el anillo de benceno se puede nombrar mediante la
correspondiente combinación de localizadores 1,2-, 1,3-, ó 1,4- ó bien mediante los prefijos o(orto), m- (meta) y p- (para), respectivamente.
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS MONOFUNCIONALES
Los compuestos que contienen un solo grupo funcional se nombran siguiendo el
procedimiento descrito para alcanos. La cadena principal debe contener al grupo funcional y éste
determina el sufijo del compuesto (véase Tabla 1, sufijos). Además, la cadena principal se debe
numerar de tal forma que el grupo (o grupos) funcional reciba el índice más bajo posible.
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS POLIFUNCIONALES
Para nombrar compuestos que tienen más de un grupo funcional, se selecciona primero el
grupo con mayor prioridad de acuerdo con la Tabla 1. Los grupos de mayor prioridad son los ácidos
carboxílicos (RCOOH) seguidos por sus derivados (RCOX). Luego siguen aldehídos y cetonas
(C=O), alcoholes, fenoles y aminas (R-OH, R-NH2) y por último alquenos y alquinos (C=C, C≡C).
El sufijo a emplear en el nombre del compuesto será el correspondiente al del grupo funcional de
mayor prioridad; los demás grupos y/o cadenas se nombrar como substituyentes (prefijos). La
cadena principal es la más larga que contenga a ese grupo funcional y se numera de tal forma que el
grupo funcional principal reciba el índice más bajo posible. Si el grupo funcional principal aparece
más de una vez en el compuesto, la cadena principal será aquella que lo contenga el mayor número
de veces posible.
Algunos grupos funcionales sólo se pueden nombrar como prefijos, son los llamados grupos
funcionales subordinados (véase Tabla 2).
6
Tabla 1. Nomenclatura por substitución: prefijos y sufijos. Grupos funcionales según orden
decreciente de prioridad
Clase
Ácido carboxílico
Ácido sulfónico
Grupo funcional
(fórmula)
-COOH
-(C)OOH
-SO3H
Prefijo
Sufijo
Carboxi-
Ácido....carboxílico
Ácido....-oico
Sulfo-
Ácido....sulfónico
Sales
-COOM
-(C)OOM
-
-carboxilato de M
-oato de M
Éster
-COOR
-(C)OOR
R’-oxicarbonil-
-carboxilato de R’
-oato de R’
Haluro de ácido
-CO-X
-(C)O-X
Haloformil-
Haluro de...carbonilo
Haluro de...-oilo
-CO-NH2
-(C)O-NH2
Carbamoil-
-carboxamida
-amida
Amidino-
-carboxamidina
-amidina
Amida
Amidina
-C(=NH)-NH2
-(C)(=NH)-NH2
Nitrilo
-C≡N
-(C)≡N
Ciano-
-carbonitrilo
-nitrilo
Aldehido
-CHO
-(C)HO
FormilOxo-
-carbaldehido
-al
Cetona
>(C)=O
Oxo-
-ona
Alcohol
-OH
Hidroxi-
-ol
Fenol
-OH
Hidroxi-
-ol
Tiol
-SH
Mercapto-
-tiol
Hidroperoxi-
-
Hidroperóxido
-O-OH
7
Clase
Grupo funcional
(fórmula)
Amina
-NH2
Amino-
-amina
Imina
=NH
Imino-
-imina
Éter
-OR
R-oxi-
-
Sulfuro
-SR
R-tio-
-
R-dioxi-
-
Peróxido
-O-OR
Prefijo
Sufijo
Tabla 2. Nomenclatura por substitución. Grupos que se citan solamente como prefijos.
Grupo
-Br
-Cl
-ClO
-ClO2
-ClO3
-F
-I
-IO
-IO2
-I(OH)2
=N2
-N3
-NO
-NO2
-OR
-SR
Prefijo
Bromo
Cloro
Clorosil
Cloril
Percloril
Fluoro
Yodo
Yodosil
Yodil
Dihidroxiyodo
Diazo
Acido
Nitroso
Nitro
R-oxi
R-tio (análogamente R-seleno y R-teluro)
8
HALUROS DE ALQUILO
R-X
a) Nomenclatura por substitución: Se nombran con el prefijo fluoro-, clorlo-, bromo-, iodo- seguido
del nombre del hidrocarburo al que van unidos (p. ej., CH3-Cl clorometano).
b) Nomenclatura radicofuncional: Sus nombres son similares a los de sales (floruro de, cloruro de,
bromuro de...) seguido del nombre del radical al que van unidos (p. ej., CH3-Cl cloruro de metilo).
ALCOHOLES
R-OH
a) Nomenclatura por substitución: Se nombra con el prefijo indicativo del número de carbonos
seguido de la terminación –ol. Para situar la función en una cadena se utilizará el localizador más
bajo.
b) Nomenclatura radicofuncional: Consiste en citar en primer lugar el nombre de la función
(alcohol) y a continuación el nombre del radical como si fuese un adjetivo.
En moléculas complejas se utiliza únicamente el primer sistema de nomenclatura.
Ejemplos
CH3OH
Metanol
Alcohol metílico
CH3CH2OH
Etanol
Alcohol etílico
CH3CH2CH2OH
1-Propanol
Alcohol propílico
CH3-CHOH-CH3
2-propanol
Alcohol isopropílico
CH3CH2CHOHCH3
2-butanol
Alcohol sec-butílico
CH3CH2CH2CH2CH2OH
1-pentanol
Alcohol pentílico
C6H5CH2OH
Alcohol bencílico
Los radicales derivados de los alcoholes del tipo R-O- se nombran añadiendo la terminación
-oxi al nombre del radical (p. ej., CH3CH2CH2CH2CH2O- pentiloxi). En los radicales más sencillos
9
como CH3O-, CH3CH2O-, CH3CH2CH2O- se permite la contracción metoxi, etoxi o propoxi,
respectivamente.
Cuando actúa como substituyente: Se utiliza el prefijo alquiloxi-.
FENOLES
Ar-OH
Se nombran como los alcoholes, con la terminación -ol añadida al nombre del hidrocarburo
aromático. Aunque también se puede utilizar el prefijo hidroxi- acompañado del nombre del
hidrocarburo.
El primer miembro de la serie da nombre a esta familia de compuestos. En alguno de estos
compuestos se conservan nombres no sistemáticos
Fenol
1,4-dihidroxibenceno o hidroquinona
1-naftol
1,2-dihidroxibenceno o pirocatecol
1,3-dihidroxibenceno o resorcinol
1-antrol
10
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ÉTERES
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Ejemplos:
TIOLES
R-SH
Se nombran de forma análoga a los alcoholes, con la terminación -tiol. También se pueden
nombrar indicando el nombre del radical al que va unido el grupo funcional terminado en
mercapatano:
CH3CH2-SH
etanotiol o etilmercaptano
Como substituyente el grupo –SH recibe el nombre de mercapto-.
O
ALDEHIDOS
R
C
H
Se nombran por medio de los sufijos “–al”, “-aldehido”, o “carbaldehido” o bien por
medio del prefijo “formil-“ (como grupo terminal de una cadena carbonada) o bien, en relación con
los nombres vulgares, mediante el prefijo “oxo-” (que representa a =O).
11
Ejemplos:
CHO
OHCCH2CH2
CH
CH2CHO
1,2,4-Butanotricarcaldehido o 3-formilhexanodial
Se emplean los siguientes nombres no sistemáticos (“nombres comunes”):
Estructura
Nombre sistemático Nombre común
HCHO
metanal
formaldehído
CH3-CHO
etanal
acetaldehído
CH3-CH2-CHO
propanal
propionaldehído
CH2=CH-CHO
propenal
acroleína
C6H5CHO
bencenocarbaldehído benzaldehído
C6H5CH=CH-CHO
3-fenilpropenal
cinamaldehído
O
CETONAS
R
C
R'
Las cetonas se nombran por medio del sufijo “-ona”, el prefijo “oxo-“ el nombre de clase
funcional “cetona” o, en casos especiales, el sufijo “-quinona”.
a) Nomenclatura por substitución: Se nombran añadiendo el sufijo “-ona” (“-diona”, etc.) al nombre
del hidrocarburo correspondiente a la cadena principal, con elisión de la “o” final (si la hay) antes
de “ona”.
Ej. CH3COCH2CH3
2-butanona
b) Nomenclatura radicofuncional: Se nombran, por orden alfabético, los nombres de los radicales
unidos al grupo –(CO)-, seguidos de la palabra cetona.
Ej. CH3COCH2CH3
Etilmetilcetona
12
Ejemplos:
Algunos nombres no sistemáticos aceptados son:
CH3COCH3
Acetona
C6H5-CO-CH3
Acetofenona
CH3-CO-CH2-CO-CH3
Acetil acetona
AMINAS
R-NH2
Formalmente se pueden considerar derivadas del amoniaco por substitución de uno dos o
tres hidrógenos por radicales de hidrocarburos. Se clasifican en:
Estructura Nombre
R-NH2
Aminas primarias
R-NH-R' Aminas secundarias
RNR'
R'
'
Aminas terciarias
En la nomenclatura por substitución las aminas primarias se nombran añadiendo el sufijo
“-amina” al (i) nombre del radical R o (ii) el nombre del compuesto fundamental RH, con elisión
de la vocal terminal, si la hubiere. El segundo método (ii) se prefiere en aminas cíclicas complejas.
Ej CH3CH2-NH2 etanamina
Cuando el grupo -NH2 actúa como substituyente se nombra como “amino”
Entre los nombres no sistemáticos aceptados destaca el de la anilina C6H5-NH2
Las aminas secundarias y terciarias simétricas se nombran añadiendo al nombre del radical
un prefijo “di-“ o “tri-“, respectivamente, y el sufijo “-amina”. Los localizadores de los
substituyentes se distinguen mediante primas, o se encierran entre paréntesis los nombres completos
de los radicales substituidos. Los derivados asimétricamente substituidos de aminas simétricas se
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nombran (a) de la misma forma que los simétricos, diferenciando los localizadores mediante
primas, o (b) de la misma forma que las aminas no simétricas.
Las aminas no simétricas, si no son muy complejas, se pueden nombrar como producto de
N- substitución de una amina primaria. Como amina primaria fundamental se elige aquella a la que
corresponde el radical R de mayor prioridad. Las aminas complejas en las que el grupo amino está
directamente unido a una estructura cíclica se pueden nombrar como derivados substituidos del
compuesto cíclico fundamental.
En caso de duda, en cualquier tipo de amina, a los radicales unidos directamente al nitrógeno
se antepone N-. Si hay más de un nitrógeno se distinguen con '(N, N'
, N'
'
...)
Ejemplos:
O
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
R
C
OH
La substitución de grupos CH3 terminales de la cadena principal de un hidrocarburo acíclico
por grupos carboxilo se indica anteponiendo la palabra ácido al nombre del hidrocarburo, y
añadiendo a éste la terminación “-oico” o “-dioico”, con elisión de la vocal terminal (si existiera).
El nombre del ácido se puede formar también por el método de substitución mediante el
empleo del sufijo “-carboxílico”. En la serie alifática, la numeración de la cadena no incluye
entonces el átomo de carbono del grupo carboxilo.
Los grupos carboxilos se designan mediante el prefijo “carboxi-“ cuando están unidos a un
grupo que se nombra como substituyente o cuando es otro grupo el grupo principal.
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Existen muchos nombres no sistemáticos que se emplean con asiduidad:
Estructura
Nombre sistemático
Nombre común
HCOOH
Ac. Metanoico
Ac. Fórmico
CH3COOH
Ac. Etanoico
Ac. Acético
CH3CH2COOH
Ac. Propanoico
Ac. Propiónico
CH3(CH2)2COOH Ac. Butanoico
Ac. Butírico
CH2=CHCOOH
Ac. Propenoico
Ac. Acrílico
C6H11COOH
Ac. Ciclohexanocarboxílico
C6H6COOH
Ac. Bencenocarboxílico
Ac. Benzoico
Ejemplos:
A los radicales R-CO- procedentes de los ácidos de fórmula general R-COOH se les llama
genéricamente radicales acilo. Se nombran substiuyendo la terminación -oico o -ico del ácido por oilo o –ilo.
O
HALUROS DE ÁCIDO
R
C
X
El nombre se construye con el nombre del halógeno (cloruro, bromuro...) seguido del
nombre del grupo acilo derivado del ácido carboxílico de igual número de átomos de carbono y
reemplazando la terminación -ico por -ilo (p. ej., CH3COBr Bromuro de acetilo).
15
O
ÉSTERES
R
C
OR'
Se nombran como alcanoato de alquilo (de forma semejante a las sales) de manera que la
primera parte corresponde al ácido de procedencia terminado en -ato, seguida del nombre del
radical al que va unido.
La cadena principal es la que lleva el grupo -COO- y dicho carbono se numera con el
localizador 1 (p. ej., CH3COOCH3 acetato de metilo).
Ejemplos:
Como substituyente -COOR recibe el nombre de alcoxicarbonil (p. ej., -COOEt
etoxicarbonil)
O
AMIDAS
R
C
NH2
Existen diversos tipos de amidas. Las más corrientes son las monoacilamidas o amidas
primarias.
16
Estructura
R-CONH2
R-CONHR1
RCONR1R2
Nombre
Amidas primarias o monoacilamidas
(R = alquil)
R-CO-NH-COR
Amidas secundarias
R-CO-NR'
'
-CO-R'
(R'
'= alquil)
(R-CO)3N
Amidas terciarias
Los nombres de las amidas primarias en las que el grupo NH2 no está substituido derivan de
los nombres sistemáticos de los ácidos correspondientes cambiando la terminación “-oico” o “-ico”
del adjetivo específico del nombre del ácido por “-amida”, o “-carboxílico” por “-carboxamida”.
Cuando se emplean los nombres vulgares de los ácidos, la terminación “-ico” se reemplaza por
“-amida”.
En amidas primarias N-substituidas los substituyentes se citan como prefijos.
Ejemplos:
H-CON(CH3)2
N,N-dimetilformamida
CH3-CONH2
acetamida
C6H5-CONH2
benzamida
17
Ejemplos (compuestos polifuncionales). Ver tabla I “Nomenclatura por substitución: prefijos y
sufijos. Grupos funcionales según orden decreciente de prioridad”.
18